超声波树脂联用法提取活性污泥中的胞外聚合物

考察了超声波树脂联用法提取活性污泥中胞外聚合物的影响因素,确定了最佳提取条件.试验结果表明,树脂量为60 g/g VSS,在摇床振摇强度250 r/min下处理4 h,再进行超声处理2 min,EPS提取量接近理论含量,即污泥干重的15%,与阳离子树脂法相比,EPS提取物中DNA的百分含量较低,即对细胞的破坏程度更小,说明超声波树脂联用法稳定、高效,是一种较佳的提取方法.     

好氧污泥胞外聚合物提取方法比较及其对染色剂玫瑰红B的吸附

分别采用热提法与蒸汽法对好氧污泥胞外聚合物(Extracellular Polymeric Substances,EPS)进行了提取,对两种方法提取效果进行比较,并探讨了EPS投加量、吸附时间、温度、pH值等对吸附的影响。结果表明:采用热提法提取的EPS中蛋白质、多糖与核酸质量浓度分别为2.111 g/L、0.235 3 g/L、0.111 0 mg/L,蛋白质与多糖质量浓度比值为8.971;而采用蒸汽法提取的EPS中蛋白质、多糖与核酸质量浓度分别为2.828 g/L、0.744 4 g/L、0.247 9 mg/L,蛋白质与多糖质量浓度比值为3.800。pH值对染色剂玫瑰红B的吸附过程影响显著,适宜pH=6。随温度增加,吸附量增大,在50℃时达到最大。染色剂玫瑰红B在EPS上的吸附量随吸附时间增加而增大,初始进行得很快,在720min时达到吸附平衡。当EPS初始质量浓度为800 mg/L时,其饱和吸附量为12.61 mg/g。准二级动力方程很好地拟合了各温度的吸附动力学数据且R20.987。分别采用Langmuir与Freundlich等温吸附模型进行热力学拟合,Langmuir等温模型在各温度下的模拟方程决定系数均在0.7以下;而Freundlich等温模型各温度的模拟方程决定系数在0.81~0.98,相关性明显好于Langmuir吸附等温模型,因此吸附较符合Freundlich等温模型。     

溶菌酶和硫酸铝联用优化污泥脱水性能的研究

以污泥沉降体积、污泥比阻和污泥泥饼含水率为指标,考察了溶菌酶和硫酸铝联用时加药方式和加药剂量对活性污泥沉降性能及脱水性能的影响。结果表明,先投加溶菌酶后投加硫酸铝时污泥的脱水性能更佳,硫酸铝和溶菌酶的最佳投加量均为0.10 g/g TS(总固体),此时,污泥泥饼含水率和污泥比阻分别可达71.84%和0.68×1012m/kg,相比于硫酸铝单独调理分别降低了约5%和0.23×1012m/kg。污泥胞外聚合物(EPS)含量分析表明,溶菌酶和硫酸铝联用时显著降低了污泥中LB-EPS(松散附着性EPS)含量,在最佳投量下可将原污泥的LB-EPS中的蛋白质和多糖依次从(13.44±2.11)mg/L和(23.97±3.44)mg/L降至(1.72±0.32)mg/L和(8.69±0.15)mg/L,表明联合处理使得EPS中的水分得到释放,提高了脱水性能。     

球衣菌对Pb2+的吸附及其影响因素研究

采用球衣菌(Sphaerotilus natans)FQ32为生物吸附剂,研究了Pb2 初始浓度、吸附剂用量、菌龄、pH值、温度和吸附时间等理化因素对球衣菌吸附硝酸铅溶液模拟废水中Pb2 的影响.结果表明,球衣菌在Pb2 初始质量浓度为50mg,/L、吸附剂0.6g/L用量、菌龄32h、pH=7、温度30℃、吸附时间60min的条件下,对Pb2 的吸附率为89.98%,吸附量为74.98mg/g;该吸附过程是一个快速的过程,在吸附5mln时,吸附量已达总吸附量的94%,90min达到吸附平衡.球衣菌对Pb2 的吸附基本为细胞表面的被动吸附,吸附条件对吸附效率有较大影响.     

SRT对A2/O-MBBR工艺中聚磷菌特性的影响

采用强化生物除磷系统(A~2/O-MBBR)联合工艺,在不同污泥龄(SRT)(20 d、15 d、10 d、6 d、3 d)的条件下,考察A~2/O系统各区聚磷菌生化代谢特性的变化。结果表明,A~2/O-MBBR联合工艺采用双泥系统,分相培养了硝化菌和聚磷菌,该系统的微环境有利于自养型硝化菌的生长和积累,硝化反应已不是A~2/O-MBBR联合工艺运行的限制因素,SRT缩短对系统中总氮(TN)、化学需氧量(COD)去除效果影响不大,可溶性正磷酸盐(SOP)去除率随SRT缩短而逐步上升,SRT为3 d时去除率最大为94%。聚-β-羟基丁酸(PHB)是聚磷菌(PAOs)去除污染物所需碳源和能量的中转站,在胞内聚合物与能量转化过程中起重要作用,不同SRT下胞内聚合物的代谢含量与释磷、吸磷含量有密切关系,代谢量越多,释磷、吸磷量越多。SRT为6 d时,厌氧段聚磷菌具有最佳的释磷性能,形成了具有显著释磷作用的菌种。缺氧区胞内聚合物代谢规律与好氧区相似,对于反硝化聚磷菌来说,在SRT为10 d时对PHB的利用率最高,代谢活性最好;而对于传统聚磷菌来说,在SRT为6 d时其代谢性能最佳,且聚磷菌占全菌比例最大。短泥龄条件有利于提高胞内聚合物的单位污泥质量分数、驯化出积累PHB质量分数较高的微生物种群,其中SRT为6 d时各胞内聚合物含量最高,A~2/O-MBBR联合工艺的处理效果最佳。     

SRT影响MBR有机污染物去除速率研究

通过考察污泥停留时间(SRT)对膜生物反应器(MBR)和粉末活性炭膜生物反应器(PAc-MBR)降解有机物速率的影响,探讨了污泥活性与胞外聚合物(EPS)的关系.结果表明:MBR和.PAC-MBR中COD降解速率随SRT延长均呈先上升后下降的趋势,分别在39～48d和48d时达到最快,对应速率常数为2.586和3.856,PAC-MBR中COD降解速率普遍高于MBR,说明投加PAC使污泥活性提高,SRT对污泥活性影响较大;MBR和PAC-MBR中胞外聚合物质量浓度与COD降解速率常数K1变化趋势一致,且胞外聚合物质量浓度与K1呈良好正相关关系,说明系统的胞外聚合物质量浓度可以作为衡量污泥活性的指标.     

超细滑石粉对造纸废水混凝效果的影响

选用超细滑石粉作混凝剂,考察其对造纸废水混凝效果的影响,影响因素有投加量、pH值、水力条件等.单因素试验结果表明,各影响因素的最佳取值分别为:S盯投加量5g/L,pH值2,混合转速175 r/min,混合时间为50 s,反应转速50 r/min,反应时间15min.在单因素影响研究的基础上,进行4因素3水平的正交实验,结果表明,SFT混凝效果的最佳条件为:投加量为2.5 g/L,pH值为2,混合转速为175 r/min,反应时间为5 min;各因素的影响顺序为:pH值＞投加量＞混合转速＞反应时间.     

胞外聚合物蓄磷能力及与生物除磷的关系

为探明胞外聚合物(EPS)在生物除磷过程中的作用,采用人工模拟城市污水,对不同污泥龄(SRT)下厌氧/好氧(A/O)交替运行的SBR生物除磷系统的除磷效果进行监测,并对单位质量的活性污泥中所包含的总磷质量、EPS中吸附的总磷质量以及细胞吸收的总磷质量进行测定.结果表明,当SRT小于48 d时,A/O-SBR城市污水生物除磷系统均能取得良好的除磷效果,连续监测出水总磷质量浓度均小于0.5 mg/L,达到《城镇污水处理厂排放标准》的一级标准.EPS具有一定的蓄磷能力,单位质量的活性污泥中EPS含磷量(简称EPS含磷量)不超过10 mgP/gVSS,而同质量的活性污泥中的细胞含磷量(简称细胞含磷量)最高可达38 mgP/gVSS.EPS含磷量不随SRT发生变化,SRT在12～48 d时,EPS含磷量约为10 mgP/gVSS;而细胞含磷量会随SRT发生变化,SRT在12～48 d时,细胞含磷量在20～38 mgP/gVSS之间变化.城市污水处理厂的活性污泥中细胞含磷量始终大于EPS含磷量,水中的磷酸盐主要以聚磷颗粒的形式储存于细胞内.在一个厌氧/好氧交替的反应周期内,EPS含磷量并不是一直保持在10mgP/gVSS,而是出现波浪形变化趋势,有时甚至可高达20 mgP/gVSS.这种波动能够调节聚磷菌(PAO)胞外磷酸盐浓度,有利手聚磷菌抵抗高磷酸盐负荷.但在反应结束时EPS含磷量又会恢复到反应开始前的水平.因此,EPS在生物除磷过程中主要起缓冲作用,是胞内聚磷合成的中转站.     

微波辐射对污泥浊度、沉降性和脱水性的影响

将微波辐射应用于城市污水厂活性污泥脱水前的预处理,研究了微波辐射150 s内污泥浊度、沉降性和脱水性的变化,考察了自然沉降后上清液浊度、污泥沉降比(SV30)、离心后含水率和胞外聚合物(EPS)浓度的变化,并探讨了相关机理。结果表明,随辐射时间的增长,上清液浊度升高,而SV30和含水率均先减小后增大。在EPS质量浓度约120 mg/g的条件下,微波辐射处理前后的污泥含水率由84.32%降到了约76%。     

电渗透-过硫酸盐氧化对污泥胞外聚合物的影响

利用电渗透-高级氧化协同的方法,采用自制装置对市政污水厂的脱水污泥进行了深度脱水研究,系统研究了恒定电压和恒定电流对污泥脱水效果的影响,并分析了电渗透-高级氧化协同对污泥中胞外聚合物(EPS)的影响规律。结果表明,电压和电流的变化对于污泥脱水的影响显著,电渗透-高级氧化协同对污泥中的胞外聚合物有明显的破坏作用,其中电渗透作用对松散附着型EPS(LB-EPS)和黏液层EPS(S-EPS)的破坏明显,而高级氧化作用对于紧密黏附型EPS(TB-EPS)的破坏更为显著。     

改性粉煤灰对金属Cr(Ⅵ)模拟废水的最优吸附条件探究

以粉煤灰为原料,采用添加氢氧化钠的方法改变其性质,探究改性粉煤灰对Cr(Ⅵ)模拟废水的的最佳吸附条件。选取了试剂浓度、原材料粒径、原材料投加量、振荡速度、吸附温度、吸附时间进行实验;选取影响较大的因素进行正交试验设计,得到最优吸附条件为投加量3 g,转速200 r/min,粒径为120目,吸附时间30 min,温度40℃。验证后实际去除率为97.03%,具有较好的吸附效果。     

一株高效苯酚降解菌的性能研究及动力学分析

苯酚和酚类化合物是工业废水中的主要环境污染物,如焦化厂、炼油厂和石油化工厂等,去除工业废水中的酚类化合物对环境保护有极其重要的意义。通过富集驯化,从石化污水处理厂的活性污泥中筛选出一株产生物表面活性剂的高效苯酚降解菌。并对其进行了生理生化鉴定及降解性能的研究。实验结果表明,BPH-3菌为假单胞杆菌;菌株最佳的降解条件pH=7.0,温度为30℃,转速为150 r/min,最高耐盐度为3%,在接种量为5%,苯酚初始质量浓度为600 mg/L,菌株12 h内的降解率可达100%。     

内源Fe2+活化过硫酸盐联合生物炭增强厌氧消化污泥脱水性能的研究

为实现厌氧消化污泥脱水性能提升，利用厌氧消化污泥内源Fe²⁺活化过硫酸盐(PDS)联合核桃壳生物炭开展其脱水性能调理，并探讨了作用机理。结果表明，调理体系在pH值为6、PDS质量浓度为6.2 g/L、生物炭投加量为25.6 g/L、粒径范围125～150μm条件下，低压抽滤后泥饼含水率为70.3%,厌氧消化污泥的毛细吸水时间(CST)降低至114.7 s, CST降低率达到81.3%,脱水性能明显提升。在调理过程中，PDS氧化污泥中含铁矿物释放内源Fe²⁺,进一步活化PDS生成·SO■和·OH,降解胞外聚合物(EPS),释放结合水，显著增强厌氧消化污泥脱水性能；生物炭能够吸附EPS中的亲水性有机物，并提供骨架支撑作用，实现脱水性能进一步提升。对抽滤后泥饼重金属分级提取结果表明，调理体系能够明显削弱污泥固相重金属的环境浸出能力，并降低其浸出毒性；环境效益成本比值(BCR)结果表明提出的联合调理手段可行性较强，需进一步研究实现工业化应用。     

纳米复合材料对去除废水中阳离子表面活性剂的实验研究

实验研究了用X型纳米分子筛与硅藻土组成的纳米复合材料,去除废水中阳离子表面活性剂的效果.结果表明,在原水质量浓度为150 mg/L,pH值为7,纳米分子筛与浙江产CD010型硅藻土配比1∶1,搅拌时间10 min条件下,去除水体中阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的效果最佳,去除率和吸附量分别达到95.76%、28.73 mg/g.再生实验结果表明,已经达到吸附饱和的纳米复合材料,在300 ℃高温下煅烧2 h后可以再次利用,对CTAB的去除率达到94%.     

苯酚分子印迹聚合物对苯酚的吸附研究

以苯酚为模板分子,二甲基丙烯酸乙二醇酯为交联剂,偶氮二异丁腈为引发剂,通过悬浮聚合法合成了苯酚印迹聚合物。考察了包含酸性、中性、碱性的3种功能单体对聚合物性能的影响,研究了印迹聚合物吸附去除苯酚的工艺条件以及吸附等温线、动力学。结果表明,以4-乙烯基吡啶为功能单体合成的印迹聚合物对苯酚具有更高的吸附量。最佳的吸附工艺条件为:温度为25℃,溶液pH值为8.0,苯酚底液质量浓度为30 mg/L,聚合物投加量为2 g/L。此外,聚合物对苯酚的等温吸附过程服从Langmuir模型,饱和吸附量为10.493 mg/g;吸附动力学过程服从准二级动力学方程,吸附速率常数为0.002 5 g/(mg·min)。     

一种新型壳聚糖交联树脂的制备及对Cr(Ⅵ)吸附性能研究北大核心CSCD

采用改进的滴加成球法合成壳聚糖树脂,用环氧氯丙烷对树脂进行交联,制备新型壳聚糖交联树脂。研究了交联树脂对Cr(VI)的吸附效果,探讨了溶液pH值、吸附时间、温度、Cr(VI)初始质量浓度等因素对吸附性能的影响及吸附热力学和动力学。结果表明,各因素中pH值对壳聚糖交联树脂吸附Cr(VI)影响较大。对初始质量浓度为120mg/L的Cr(VI)溶液,壳聚糖交联树脂投加量为1 g/L,pH=3,温度为25℃,吸附2h时可达到最大吸附容量(72mg/g)。用Langmuir等温模型和Pseudo second-order动力学模型对树脂的吸附过程进行线性拟合,R2分别为0.999 9和0.999 7,模型计算的饱和吸附容量qmax(73.53 mg/g)和平衡吸附量qe(29.23 mg/g)与试验结果(72.10 mg/g和27.73 mg/g)基本吻合。Fick扩散模型表明,树脂对Cr(VI)的吸附可分为3个阶段,说明Cr(VI)的去除是物理吸附和化学吸附共同作用的结果。     

一种新型壳聚糖交联树脂的制备及对Cr(Ⅵ)吸附性能研究

采用改进的滴加成球法合成壳聚糖树脂,用环氧氯丙烷对树脂进行交联,制备新型壳聚糖交联树脂.研究了交联树脂对Cr(Ⅵ)的吸附效果,探讨了溶液pH值、吸附时间、温度、Cr(Ⅵ)初始质量浓度等因素对吸附性能的影响及吸附热力学和动力学.结果表明,各因素中pH值对壳聚糖交联树脂吸附Cr(Ⅵ)影响较大.对初始质量浓度为120 mg/L的Cr(Ⅵ)溶液,壳聚糖交联树脂投加量为1 g/L,pH=3,温度为25℃,吸附2h时可达到最大吸附容量(72 mg/g).用Langmuir 等温模型和Pseudo second-order动力学模型对树脂的吸附过程进行线性拟合,R2分别为0.999 9和0.999 7,模型计算的饱和吸附容量qmax(73.53 mg/g)和平衡吸附量qe(29.23mg/g)与试验结果(72.10 mg/g和27.73 mg/g)基本吻合.Fick扩散模型表明,树脂对Cr(Ⅵ)的吸附可分为3个阶段,说明Cr(Ⅵ)的去除是物理吸附和化学吸附共同作用的结果.     

高压均质/碱协同强化土霉素菌渣溶胞效果研究

为了提高菌渣厌氧消化性能,采用碱解法、高压均质法、碱/高压均质法及高压均质/碱等4种方法对土霉素菌渣进行处理,通过考察菌渣细胞形态和COD溶出率,研究适宜土霉素菌渣溶胞处理的方法及其运行条件,并通过生化产甲烷潜力(BMP)试验考察菌渣可生化性的变化。结果表明:处理后菌渣细胞结构均被破坏;联合作用时,高压均质和碱2种方法之间存在协同效应,且高压均质/碱法效果最好;高压均质/碱协同作用时,碱投加量对菌渣溶胞效果影响最大,其次是高压均质压力和高压均质次数。最佳处理条件为Na OH投加量0. 09 g/g TS,高压均质压力120 MPa,高压均质次数3次,此时,菌渣COD溶出率达到75. 03%。BMP试验结果显示,处理后土霉素菌渣的厌氧产甲烷能力较原菌渣提高了3. 26倍。     

磁絮凝法处理规模化猪场废水的实验研究

实验通过磁絮凝法处理猪场废水,确定适宜的磁种和絮凝剂、助凝剂的投加量,以及搅拌条件。结果表明,对于CODCr为3 232 mg/L、浊度435 NTU的猪场废水样,PAC加入量为0.75 g/L,磁种用量为1.5 g/L,PAM加入量为16 mg/L,搅拌速度300 r/min为最佳工艺条件。     

PVDF/DA改性膜抗污染性能研究

为降低疏水性聚偏氟乙烯(Polyvinylidene Fluoride, PVDF)微滤膜在膜生物反应器(Membrane Bioreactor,MBR)中的膜污染情况，采用多巴胺(Dopamine, DA)对PVDF膜进行表面改性，制得PVDF/DA改性膜。通过多种分析手段对改性膜进行化学结构、形态结构、亲水性表征，并评估抗污染性能；同时考察PVDF膜和PVDF/DA改性膜的胞外聚合物组分。结果显示：添加多巴胺可以增加PVDF膜的粗糙度和亲水性，PVDF/DA改性膜的接触角降至33.9°。PVDF/DA改性膜还具有良好的抗污染性能，海藻酸钠(Sodium Alginate, SA)截留率为86.71%,牛血清白蛋白(Bovine Serum Albumin, BSA)吸附量为223μg/cm²,通量恢复率高达98.92%,远高于PVDF膜90.24%的通量恢复率。在挂膜对比试验中，相较于PVDF/DA改性膜，PVDF膜的胞外聚合物(Extracellular Polymers, EPS)总量增加了1.46倍，膜表面滤饼层中蛋白质、多糖和DNA含量均高于改性膜。